DE10392792T5

DE10392792T5 - Verfahren zum Einspritzformen eines Teils aus Kunststoffmaterial

Info

Publication number: DE10392792T5
Application number: DE10392792T
Authority: DE
Inventors: Marina Bordo
Original assignee: Petra Italia SAS di Marina Bordo and C
Current assignee: Petra Italia SAS di Marina Bordo and C
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2005-06-30
Also published as: ITTO20020478A1; AU2003237605A1; ITTO20020478A0; WO2003103923A1

Abstract

Verfahren zum Formen eines Teils aus Kunststoffmaterial, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
– Vorsehen wenigstens einer Form (1, 2) mit wenigstens einem inneren Hohlraum (4);
– Anordnung eines Körpers (20), der durch eine Schicht aus einem verformbaren metallischen Material gebildet ist, im Innern des Hohlraums (4);
– Einspritzen eines Kunststoffmaterials (3) unter Druck in das Innere des Hohlraums (4) zum Verformen der Schicht aus metallischem Material in Richtung auf die Wände des Hohlraums derart, dass die Schicht aus metallischem Material auf den Wänden (5, 7, 8) ruht und die Form wenigstens eines Abschnitts des Hohlraums (4) annimmt;
– Erstarrenlassen des Kunststoffmaterials und Herausnehmen eines Körpers aus Kunststoffmaterial, der in einem Stück geformt ist und wenigstens einen Abschnitt aufweist, der mit einer geformten Schicht aus Metall bedeckt ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formen eines Teils aus Kunststoffmaterial.
STAND DER TECHNIK
Verfahren zum Formen von Teilen aus Kunststoffmaterial sind bekannt, bei denen flüssiges Kunststoffmaterial unter Druck in einen Formhohlraum gespritzt wird, und die Formen weisen eine Zahl von Komponententeilen auf, die auseinander genommen werden können, um das Teil aus der Form zu entfernen, sobald das Kunststoffmaterial erstarrt und abgekühlt ist.
Bei vielen Anwendungen wird ein Abschnitt der Form mit Metall aus ästhetischen und/oder strukturellen Gründen beschichtet.
Die metallische Beschichtung wird normalerweise elektrochemisch aufgebracht, z.B. durch Chrom- oder Nickelplattieren.
Bekannte Verfahren vermögen jedoch nicht eine metallische Beschichtung in geeigneter Dicke und Konsistenz vorzusehen, so dass die Beschichtung leicht entfernt werden kann, z.B. durch Verschleiß.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Formen von Teilen aus Kunststoffmaterial verfüg bar zu machen, das so ausgelegt ist, dass es die Nachteile bekannter Verfahren eliminiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Formen eines Teils aus Kunststoffmaterial vorgesehen, das durch die folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist: Vorsehen wenigstens einer Form mit wenigstens einem inneren Hohlraum; Anordnung eines Körpers, der durch eine Schicht aus einem verformbaren metallischen Material gebildet ist, im Innern des Hohlraums; Einspritzen eines Kunststoffmaterials unter Druck in das Innere des Hohlraums zum Verformen der Schicht aus metallischem Material in Richtung auf die Wände des Hohlraums derart, dass die Schicht aus metallischem Material auf den Wänden ruht und die Form wenigstens eines Abschnitts des Hohlraums annimmt; Erstarrenlassen des Kunststoffmaterials und Herausnehmen eines Körpers aus Kunststoffmaterial, der in einem Stück geformt ist und wenigstens einen Abschnitt aufweist, der mit einer geformten Schicht aus Metall bedeckt ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN:
Ein bevorzugtes, nicht einschränkendes Beispiel der Erfindung wird beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine Form, die zur Ausführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
2 einen ersten Schritt bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 einen zweiten Schritt bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 einen dritten Schritt bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 beispielhaft eine perspektivische Ansicht eines Teils, das zu einem Kunststoffmaterial geformt ist und das unter Verwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung hergestellt werden kann.
BESTE ART ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt eine Form, die zur Durchführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Genauer gesagt weist die Form eine erste obere Halbform 1, die durch eine Teilnummer (später noch detailliert) definiert ist, und eine zweite untere Halbform 2, die auch durch eine Teilnummer (nicht detailliert aus Vereinfachungsgründen) definiert ist.
Die obere Halbform 1 bildet einen ersten Hohlraum 4, der durch eine zylindrische Wand 5, die koaxial zu einer Achse 6 verläuft, durch eine ringförmige im wesentlichen C-förmig Wand 7, die in der radialen Richtung größer als die zylindrische Wand 5 ist, und durch eine im wesentlichen flache Wand 8 gebildet ist, die mit der ringförmigen Wand 7 verbunden ist und sich quer zur Achse 6 erstreckt.
Genauer gesagt, weist die erste Halbform 1 einen ersten und einen zweiten Abschnitt 10 und 11, die zueinander weisen und gegenüberliegende Abschnitte von Wänden 5 und 7 bilden, und einen dritten Abschnitt 13 auf, der die Wand 8 und den angrenzenden Rand der ringförmigen Wand 7 bildet.
Die Halbform 2 bildet eine im wesentlichen zylindrischen Hohlraum 16, der koaxial zur Achse 6 verläuft, mit dem Hohlraum 4 kommuniziert und seinerseits durch einen Wandabschnitt 17 mit einem Gewinde oder dergleichen (z.B. einem Profil, das einen Bayonet-Verschluss formt) gebildet ist.
In einem ersten Schritt bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein napfförmiger Körper 20 in das Innere des ersten Hohlraums 4 eingesetzt, der grob aus einer 0,4–0,6 mm dicken Schicht aus einem verformbaren metallischen Material (z.B. Aluminium) besteht.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der napfförmige Körper 20 einen rohrförmigen Abschnitt 21 auf, der an einer ersten Seite durch einen einstückigen domförmigen Abschnitt 22 geschlossen ist und einen ringförmigen Umfangsrand 24 besitzt, der sich radial nach außen von einer zweiten Seite des rohrförmigen Abschnitts 21 erstreckt.
Der napfförmige Körper 20 ist koaxial zu der Achse 6 angeordnet, wobei der rohrförmige Abschnitt 21 auf die zylindrische Wand 5 und die ringförmige Wand 7 weist und wobei der domförmige Abschnitt 22 auf die Wand 8 weist; und die Halbformen 1 und 2 sind derart angeordnet, dass der ringförmige Umfangsrand 24 in fluiddichter Weise zwischen den Halbformen 1 und 2 in dem geschlossenen Zustand gegriffen ist.
In einem zweiten Schritt bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird ein zylindrisches Außenteil 30 in das Innere des zweiten Hohlraums 16 und einen großen Abschnitt des ersten Hohlraums 4 eingesetzt. Genauer gesagt wird das Teil 30 koaxial zu der Achse 6 positioniert, wobei ein Endabschnitt 30a auf den napfförmigen Körper 20 weist, der auf diese Weise zwischen den Wänden angeordnet ist, welche den Hohlraum 4 und das Teil 30 bilden.
In einem dritten Schritt wird bei dem Verfahren gemäß der Erfindung (4) thermoplastisches Material 33 unter Druck in das Innere des Spaltes 34 (3) eingespritzt, der durch den napfförmigen Körper 20 und das Teil 30 gebildet ist. Der Einspritzdruck kann in geeigneter Weise grob 1200–2500 bar betragen und der Einspritztemperatur kann grob 180–350°C sein.
Das eingespritzte thermoplastische Material 33 übt Druck (Pascal'sche Gesetz) auf die Schicht aus metallischem Material, die den napfförmigen Körper 20 bildet, aus und drückt die Schicht aus metallischem Material in Richtung der Wände des Hohlraums 4 derart, dass sie an der zylindrischen Wand 5, der ringförmigen Wand 7 und der Wand 8 ruht, um auf diese Weise die Form des Hohlraums 4 anzunehmen. Das thermoplastische Material 33, das in den Hohlraum 4 eingespritzt ist, füllt auf diese Weise den gesamten Raum zwischen der deformierten Schicht aus metallischem Material und dem Teil 30.
Das thermoplastische Material 33 durchdringt auch den zweiten Hohlraum 16, der keine Schicht aus einem metallischen Material aufweist, durch den z.B. einen zylindrischen rohrförmigen Spalt zwischen der Wand 17 und dem Teil 30.
Vorzugsweise, doch nicht ausschließlich, besitzt das Teil 30 eine Düse 37 an einem Endabschnitt 30a, durch die das flüssige thermoplastische Material ausgedrückt wird.
In einem vierten Schritt lässt man bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung das eingespritzte thermoplastische Material erstarren.
In einem fünften Schritt wird bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die Form geöffnet, um das fertig gestellte Teil zu entnehmen. Bei dem dargestellten Beispiel wird der dritte Abschnitt 13 gelöst und von dem ersten und dem zweiten Abschnitt 10, 11 entfernt.
Die ersten und zweiten Abschnitte 10, 11 werden dann in gegengesetzten Richtungen weggezogen, um das Teil aus Plastikmaterial, vollständig mit dem napfförmigen Körper, der durch die oben beschriebenen Vorgänge gestaltet worden ist, aus der Halbform 1 herauszunehmen.
Die untere Halbform 2 wird dann geöffnet, um das gesamte Teil herauszunehmen.
5 zeigt anhand eines nicht beschriebenen Ausführungsbeispiels eine perspektivische Ansicht eines Teils, das unter Verwendung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann. Das gezeigte Teil ist ein Kraftstofftankdeckel eines Prestigefahrzeugs (z.B. eines in geringer Stückzahl hergestellten Sportwagens), der einen rohrförmigen Abschnitt mit Gewinde aufweist, welches aus Kunststoffmaterial hergestellt ist und an einem Ende durch einen einstückigen Abschnitt geschlossen ist, der mit einer geformten Schicht aus Metall bedeckt ist.
Offensichtlich kann das hier beschriebene und veranschaulichte Verfahren auch zur Herstellung von anderen Produktteilen als in 5 gezeigt, vorgesehen sein. Beispielsweise kann das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung vorteilhaft verwendet werden, zur Herstellung von:

– einen Fahrzeugkraftstofftankdeckel;
– einen Fahrzeuggetriebehebelknopf;
– einen Fahrzeugtürhebelkörper;
– einen elektrischen Taschenlampenkörper;
– einen Schirmknauf;
– einen Handtaschengriff.

Das fertig gestellte Teil hat eine gestalterische Metallschicht mit erheblicher Dicke, die nicht als Schicht aufgebracht ist, und die fest auf dem Teil aus Kunststoffmaterial zurückgehalten wird; und die resultierende mechanische Beständigkeit und das Aussehen übersteigen bei weitem das, was unter Verwendung bekannter Verfahren verfügbar ist.
Das Formverfahren sorgt auch dafür, dass die Metallmaterialschicht so gestaltet ist, dass sie im Querschnitt wenigstens einen ersten Abschnitt mit querverlaufender Abmessungen D1 (4) aufweist, der größer ist als die Querabmessungen D2 eines zweiten Abschnitts, so dass die gestaltete Schicht fest den unterliegenden Abschnitt aus Kunststoffmaterial einhüllt.
Es ist klar, dass Änderungen an dem hierin beschriebenen Verfahren vorgenommen werden, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Verfahren zum Formen eines Teils aus Kunststoffmaterial ist gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: Vorsehen wenigstens einer Form 1, 2 mit wenigstens einem inneren Hohlraum 4; Anordnung eines Körpers 20, der durch eine Schicht aus einem verformbaren metallischen Material gebildet ist, im Innern des Hohlraums 4; Einspritzen eines Kunststoffmaterials 3 unter Druck in das Innere des Hohlraums 4 zum Verformen der Schicht aus metallischem Material in Richtung auf die Wände des Hohlraums derart, dass die Schicht aus metallischem Material auf den Wänden 5, 7, 8 ruht und die Form wenigstens eines Abschnitts des Hohlraums 4 annimmt; Erstarrenlassen des Kunststoffmaterials und Herausnehmen eines Körpers aus Kunststoffmaterial, der in einem Stück geformt ist und wenigstens einen Abschnitt aufweist, der mit einer geformten Schicht aus Metall bedeckt ist.
(4)

Claims

Verfahren zum Formen eines Teils aus Kunststoffmaterial, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: – Vorsehen wenigstens einer Form (1, 2) mit wenigstens einem inneren Hohlraum (4); – Anordnung eines Körpers (20), der durch eine Schicht aus einem verformbaren metallischen Material gebildet ist, im Innern des Hohlraums (4); – Einspritzen eines Kunststoffmaterials (3) unter Druck in das Innere des Hohlraums (4) zum Verformen der Schicht aus metallischem Material in Richtung auf die Wände des Hohlraums derart, dass die Schicht aus metallischem Material auf den Wänden (5, 7, 8) ruht und die Form wenigstens eines Abschnitts des Hohlraums (4) annimmt; – Erstarrenlassen des Kunststoffmaterials und Herausnehmen eines Körpers aus Kunststoffmaterial, der in einem Stück geformt ist und wenigstens einen Abschnitt aufweist, der mit einer geformten Schicht aus Metall bedeckt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein napfförmiger Körper in das Innere des Hohlraums angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem Umfangsränder (24) des napfförmigen Körpers in fluiddichter Weise zwischen den wechselseitig angreifenden Abschnitten (1, 2) der Form angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem ein Teil (30) in das Innere eines Abschnitts des Hohlraums (4) eingesetzt wird, wobei der napfförmige Körper (20) zwischen den den Hohlraum (4) bildenden Wänden und dem Teil (30) angeordnet wird; wobei das Kunststoffmaterial in den Raum zwischen dem napfförmigen Körper (20) und dem Teil (30) eingespritzt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche und mit dem Verfahrensschritt des derartigen Gestaltens der Schicht aus metallischem Material, dass sie im Querschnitt wenigstens einen ersten Abschnitt aufweist, der Querabmessungen (D1) größer als die Querabmessung (D2) eines zweiten Abschnitts derart aufweist, dass die gestaltete Schicht fest den darunter liegenden Abschnitt aus Kunststoffmaterial einhüllt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Abschnitt alternativ einen der folgenden Elemente bildet. – einen Fahrzeugkraftstofftankdeckel; – einen Fahrzeuggetriebehebelknopf; – einen Fahrzeugtürhebelkörper; – einen elektrischen Taschenlampenkörper; – einen Schirmknauf; – einen Handtaschengriff.
Verfahren zum Formen eines Fahrzeugkraftstofftankdeckels, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: – Vorsehen wenigstens einer Form (1, 2) die wenigstens einen inneren Hohlraum (4) aufweist; – Anordnen eines napfförmigen Körpers (20), der durch eine Schicht aus verformbaren metallischem Material gebildet ist, ins Innere des Hohlraums (4); – Einspritzen von Kunststoffmaterial (33) unter Druck in den Hohlraum (4) und den napfförmigen Körper zum Deformieren der Schicht aus metallischem Material in Rich tung auf die Wände des Hohlraums derart, dass die Schicht aus metallischem Material auf den Wänden (5, 7, 8) ruht und die Form wenigstens eines Abschnitts des Hohlraums (4) annimmt; – Aushärtenlassen des Kunststoffmaterials und Entnehmen eines Deckels aus Kunststoffmaterial, der in einem Stück geformt ist und einen Endabschnitt aufweist, der mit einer geformten Schicht aus Metall bedeckt ist.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Hohlraum (7) durch eine zylindrische erste Wand (5), die koaxial zu einer Achse (6) verläuft, durch eine ringförmige zweiten Wand (7), die in radialer Richtung größer ist als die zylindrische erste Wand (5) und durch eine im wesentlichen flache dritte Wand (8) gebildet ist, die mit der ringförmigen zweiten Wand (7) verbunden ist und sich quer zu der Achse (6) erstreckt.